核心工作原理

1. 超聲式三維風(fēng)速計

   這是目前工業(yè)和科研領(lǐng)域zui常用的類型。其核心原理是利用超聲波在氣流中傳播的速度差計算風(fēng)速：

• 傳感器內(nèi)置多對（通常 3 對及以上）超聲波發(fā)射 / 接收探頭，分別對應(yīng) X、Y、Z 三個正交方向。

• 發(fā)射探頭發(fā)出固定頻率的超聲波，接收探頭測量傳播時間；順流時傳播時間短，逆流時傳播時間長。

• 通過計算不同方向的傳播時間差，結(jié)合探頭間距，即可解算出三個方向的風(fēng)速分量，再通過矢量合成得到三維風(fēng)速的大小和方向。

• 優(yōu)點：無機械轉(zhuǎn)動部件、響應(yīng)速度快（毫秒級）、測量范圍寬、抗干擾能力強；缺點：受溫度、濕度影響，需實時補償。

2. 熱線 / 熱膜式三維風(fēng)速計

   基于熱耗散原理工作，多用于實驗室流場精細測量：

• 傳感器核心是一根加熱的金屬絲（熱線）或金屬膜（熱膜），置于氣流中時，氣流會帶走熱量，導(dǎo)致熱線溫度下降。

• 三維探頭集成三組相互正交的熱線 / 熱膜，分別對應(yīng)三個方向；通過檢測不同方向熱線的熱耗散速率，換算出對應(yīng)風(fēng)速分量。

• 優(yōu)點：空間分辨率ji高（可測量微米級流場）、響應(yīng)速度極快；缺點：易受污染、量程較小，適合潔凈環(huán)境的科研測量。

3. 機械旋翼式三維風(fēng)速計

   傳統(tǒng)機械風(fēng)速計的升級款，通過多個旋翼組合測量三維風(fēng)速：

• 通常由 3 個正交安裝的旋翼傳感器組成，每個旋翼對應(yīng)一個方向的風(fēng)速測量。

• 旋翼轉(zhuǎn)速與對應(yīng)方向風(fēng)速成正比，通過編碼器采集轉(zhuǎn)速，換算為風(fēng)速分量。

• 優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、成本低、耐惡劣環(huán)境；缺點：響應(yīng)慢、機械磨損大，精度較低，適用于對精度要求不高的戶外場景。